用于保健产品中的温度感测的封装技术的制作方法

1.本文所述的实施方案涉及微电子封装，并且更具体地涉及温度传感器封装技术。
2.

背景技术：

3.可穿戴健康设备越来越多地集成广泛多种传感器，以更好地监测用户的健康状态。随着封装技术诸如系统级封装、嵌入式裸片、半导体超大规模集成(vlsi)技术等的开发，有可能开发微型系统和设备。皮肤温度是患者健康的生命体征中的一个生命体征。


技术实现要素：

4.描述了温度传感器封装体、制造方法以及结合此类封装体的产品。例如，温度传感器封装体可固定在便携式电子设备内(例如，壳体内)，或固定到可穿戴设备的织物。温度传感器封装体可被表征为适合于触摸温度感测或非接触式温度感测。在一些实施方案中，触摸感测配置可被表征为具有背侧导电传感器图案，其中该导电传感器图案位于芯片(例如，用于封装体的控制器芯片)的背侧上方。在一些实施方案中，触摸感测配置可被表征为具有前侧导电传感器图案，其中该导电传感器图案位于芯片的前侧上。在一些实施方案中，非接触式温度传感器封装体可包括嵌入式换能器。
5.在一个实施方案中，一种温度传感器封装体包括：布线层；芯片，该芯片面朝下安装在布线层上；绝缘层，所述绝缘层将芯片包封在布线层上；多个导通孔，所述多个导通孔穿过绝缘层；以及导电传感器图案，所述导电传感器图案位于绝缘层上方并且耦合到多个导通孔。导电传感器图案可位于芯片的背侧的正上方。在一个实施方案中，芯片焊接结合到布线层。
6.各种技术可用于形成导电传感器图案和导通孔。在一些实施方案中，使用丝网印刷或类似的分配技术。在一个实施方案中，导电温度传感器图案的至少一部分和多个导通孔中的至少一个导通孔由相同材料形成。在一个具体实施中，相同材料包括形成导电温度传感器图案的一部分和多个导通孔中的一个导通孔的凝结金属颗粒。在一些实施方案中，利用激光直接成型(lds)。在一个具体实施中，绝缘层为包括分散的非导电金属有机化合物的lds相容性材料，并且多个通孔包括分散的非导电金属有机化合物中的金属的金属颗粒的成核层。类似地，导电传感器图案可任选地包括分散的非导电金属有机化合物中的金属的金属颗粒的成核层图案。
7.导电传感器图案具有不同操作模式，诸如热电偶图案或电阻温度检测器(rtd)图案。在一个实施方案中，导电传感器图案是热电偶图案，该热电偶图案具有第一导电材料的第一图案和不同于第一导电材料的第二导电材料的第二图案。在一个实施方案中，多个导通孔包括连接到第一图案的第一通孔以及连接到第二图案的第二通孔。在具体的具体实施中，第一通孔包括第一导电材料，并且第二通孔包括第二导电材料，但是这不是必需的。在一个实施方案中，导电传感器图案是rtd图案，该导电传感器图案可由与多个导通孔相同或不同的材料形成。
8.在一个实施方案中，一种温度传感器封装体包括：布线层，该布线层具有芯片接触
区域以及与芯片接触区域相邻的触摸区域。触摸区域可包括电连接到芯片接触区域的导电传感器图案，而芯片在芯片接触区域中结合到布线层。这种配置可被表征为前侧导电传感器图案。在一个实施方案中，芯片被包封于在布线层的顶侧上侧向地围绕芯片的绝缘层中，并且绝缘层跨触摸区域。在一个实施方案中，芯片安装在布线层的第一侧上，并且布线层的与第一侧相背对的第二侧包括导电传感器图案。在一个实施方案中，布线层包括刚性-柔性连接件，芯片安装在刚性-柔性连接件的刚性部分上，并且导电传感器图案是刚性-柔性连接件的柔性部分的一部分。
9.在一个实施方案中，一种温度传感器封装体包括：布线层，该布线层包括顶侧和底侧；腔，该腔形成在布线层的底侧中；换能器，该换能器安装在腔内；以及芯片，该芯片安装在布线层的顶侧上并且与换能器电连接。光学窗可形成在换能器的表面上方。绝缘层诸如模塑料可任选地包封布线层和芯片。
附图说明
10.图1是根据实施方案的具有嵌入式芯片和前侧导电传感器图案的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
11.图2是根据实施方案的具有嵌入式芯片和背侧导电传感器图案的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
12.图3a是根据实施方案的电阻温度检测器(rtd)图案的示意性顶视图图示。
13.图3b是根据实施方案的热电偶图案的示意性顶视图图示。
14.图4是根据实施方案的制造图1的温度传感器封装体的方法的流程图。
15.图5a-图5g是根据实施方案的制造图1的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
16.图6是根据实施方案的制造图2的温度传感器封装体的方法的流程图。
17.图7a-图7g是根据实施方案的制造图2的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
18.图8是根据实施方案的具有嵌入式芯片和背侧导电传感器图案的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
19.图9是根据实施方案的制造图8的温度传感器封装体的方法的流程图。
20.图10a-图10h是根据实施方案的制造图8的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
21.图11是根据实施方案的具有嵌入式芯片和背侧导电传感器图案的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
22.图12是根据实施方案的制造图11的温度传感器封装体的方法的流程图。
23.图13a-图13e是根据实施方案的制造图11的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
24.图14是根据实施方案的使用激光直接成型(lds)和镀覆形成的导通孔和导电传感器图案层的特写示意性横截面侧视图图示。
25.图15是根据实施方案的具有用于非接触式温度感测的嵌入式换能器的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
26.图16是根据实施方案的制造图15的温度传感器封装体的方法的流程图。
27.图17a-图17g是根据实施方案的制造图15的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
28.图18是根据实施方案的具有安装在刚性-柔性连接件上的芯片的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
29.图19是根据实施方案的制造图18的温度传感器封装体的方法的流程图。
30.图20a-图20c是根据实施方案的制造图18的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
31.图21是根据实施方案的柔性温度传感器封装体的横截面侧视图图示。
32.图22是根据实施方案的制造图21的温度传感器封装体的方法的流程图。
33.图23a-图23d是根据实施方案的制造图21的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。
34.图24-图25是根据实施方案的耳塞的示意性侧视图图示。
35.图26是根据实施方案的可穿戴设备的示意性侧视图图示。
具体实施方式
36.实施方案描述了温度传感器封装体、制造方法以及结合此类封装体的产品。具体地，实施方案描述了温度传感器封装解决方案，这些温度传感器封装解决方案可嵌入可穿戴健康设备中以用于感测温度诸如皮肤温度。
37.在一个方面，描述了各种触敏温度传感器封装体。此类封装解决方案可允许集成到柔性结构中，并且不需要光学窗或换能器进行操作。
38.在一个实施方案中，温度传感器封装体包括布线层；芯片(诸如数字控制器)，该芯片面朝下安装在布线层上；绝缘层，该绝缘层将芯片包封在布线层上；以及多个导通孔，该多个导通孔穿过绝缘层。导电传感器图案诸如电阻温度检测器(rtd)图案或热电偶位于绝缘层上方并且耦合到多个导通孔。
39.在一个实施方案中，温度传感器封装体包括布线层，该布线层包括芯片接触区域以及与芯片接触区域相邻的触摸区域。触摸区域可包括电连接到芯片接触区域的导电传感器图案，而芯片在芯片接触区域中结合到布线层。
40.在另一方面，描述了一种红外(ir)温度传感器封装体。这种封装解决方案可由于嵌入式热传感器(例如，换能器)而允许节省空间并且提供短且柔性布线。在一个实施方案中，温度传感器封装体包括布线层(例如，电路板)，该布线层包括顶侧和底侧。腔形成于布线层的底侧中，并且换能器安装在腔内。芯片安装在布线层的顶侧上并且与换能器电连接。
41.根据本文所述的各种实施方案的布线层可使用各种解决方案诸如再分布层或印刷电路板(pcb)来形成，每个解决方案包括一个或多个接线层和介电层。此外，布线层可以是刚性的或柔性的，并且在一个实施方案中可包括刚性-柔性连接件。
42.在各种实施方案中，参照附图来进行描述。然而，可在不具有这些特定细节中的一者或多者的情况下或与其他已知的方法和构造组合地实践某些实施方案。在以下的描述中，示出许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺等，以提供对实施方案的透彻理解。在其他情况下，未对熟知的半导体工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊实
施方案。整个说明书中所提到的“一个实施方案”是指结合实施方案所描述的特定特征、结构、构造或特性被包括在至少一个实施方案中。因此，整个说明书中多处出现短语“在一个实施方案中”不一定是指相同的实施方案。此外，特定特征、结构、构造或特性可以任何适当的方式组合在一个或多个实施方案中。
43.本文所使用的术语“在...上方”、“至”、“在...之间”、“跨”和“在...上”可指一层相对于其他层的相对位置。一层相对于另一层来说为“在其上方”、“跨其”、或“在其上”或者结合“至”另一层或者与另一层“接触”可为直接与另一层接触或可具有一个或多个居间层。一层在多层“之间”可为直接与该多层接触或可具有一个或多个居间层。
44.现在参考图1，提供了根据实施方案的具有嵌入式芯片110和前侧导电传感器图案120的温度传感器封装体100的横截面侧视图图示。如图所示，温度传感器封装体100可包括布线层130，该布线层包括芯片接触区域132以及与芯片接触区域132相邻的触摸区域134。在例示的实施方案中，触摸区域134包括电连接到芯片接触区域132的导电传感器图案120以及在芯片接触区域132中结合到布线层130的芯片110。
45.芯片110可以是用于操作温度传感器封装体100的任何类型的控制器芯片诸如数字ic、模拟ic、混合数字和模拟ic，并且可包括附加的电路诸如集成放大器。根据实施方案，芯片110与导电传感器图案120电连接。
46.布线层130可包括一个或多个介电层142和接线层144，以及任选地通孔146。如图所示，芯片110可包封在布线层的顶侧136上的绝缘层140中，而布线层130的底侧138包括导电传感器图案120。绝缘层140可由多种材料诸如粘合剂结合或柔性模塑料形成，并且可附加地跨布线层130的顶侧136上的触摸区域134。示例性材料包括但不限于苯并环丁烯(bcb)、环氧树脂、硅树脂、环氧基光致抗蚀剂诸如su-8等。顶侧钝化层150可形成在芯片110和绝缘层140上方。例如，顶侧钝化层150可以是柔性聚合物，诸如聚酰亚胺。除提供钝化功能之外，顶侧钝化层150可用于调谐温度传感器封装体100的柔性。同样，除为导电传感器图案120提供绝缘基板之外，一个或多个介电层142还可用于调谐柔性。一个或多个介电层142可任选地由与顶侧钝化层150类似的材料形成。根据实施方案，绝缘层140可为堆叠结构提供密封特征和底部填充结构两者。
47.诸如图1所示的温度传感器封装体100可提供柔性包封结构，该柔性包封结构使得能够将芯片110嵌入柔性堆叠中而不需要光学窗或换能器，原因是导电传感器图案120可形成为布线层130的底侧的一部分。
48.温度传感器封装体100可附加地被表征为具有前侧连接件，其中导电传感器图案120与芯片110的前侧111相邻。此外，导电传感器图案120形成于布线层130的与芯片110相背对的一侧上。如图所示，芯片110位于布线层130的第一侧(例如，顶侧136)上，而导电传感器图案120位于布线层130的与第一侧136相背对的第二侧(例如，底侧138)上或作为该第二侧的一部分。在一个实施方案中，布线层130直接形成在芯片110的前侧111上。例如，接线层144或通孔146可直接形成在芯片接触垫112上。类似地，导电传感器图案120可直接形成在布线触点148上，诸如其中接线层144或通孔146位于布线层130的相背对侧上。
49.图2是根据实施方案的具有嵌入式芯片110和背侧导电传感器图案120的温度传感器封装体100的横截面侧视图图示。如图所示，温度传感器封装体100可包括布线层130；芯片110，该芯片面朝下安装在布线层130上；绝缘层140，该绝缘层将芯片包封在布线层130
上；以及多个导通孔160，该多个导通孔穿过绝缘层140。例如，导通孔160可在绝缘层140的第一(例如，顶)表面143与第二(例如，底)表面141之间延伸，以与布线层130的布线触点148接触。在例示的实施方案中，导电传感器图案120形成在绝缘层上方(例如，在顶表面143上方)并且耦合到多个导通孔160。此外，导电传感器图案120可位于芯片110的背侧113的正上方。
50.导电传感器图案120可由一种或多种材料形成，并且可由与多个导通孔160相同或不同的材料形成。在一个实施方案中，导电温度传感器图案120的至少一部分和多个导通孔160中的至少一个导通孔由相同材料形成。特定材料可取决于制造方法，诸如镀覆(电镀、化学镀)、印刷、分配等。例如，镀覆技术可包括晶种层和本体层，而印刷或分配技术可包括凝结金属颗粒的基质(这些凝结金属颗粒可与粘合剂诸如聚合物或玻璃混合)。
51.现在参考图3a-图3b，导电传感器图案120可具有多种不同形状，这取决于功能。例如，图3a是根据实施方案的示例性电阻温度检测器(rtd)图案的示意性顶视图图示，而图3b是示例性热电偶图案的示意性顶视图图示。现在参考图3a，呈rtd图案形式的导电传感器图案120可包括单个导电层122(或层堆叠)。例如，这可以是例如金属层或金属堆叠或者凝结金属颗粒层。例如，导电层122可由与图2的导通孔160相同的材料或不同的材料形成。参考图3b，呈热电偶图案形式的导电传感器图案120可包括具有第一导电材料的第一层122图案和具有不同于第一导电材料的第二导电材料的第二层124图案。例如，这些可以是具有不同电阻的不同金属层。第一层122和第二层124可与对应导通孔160分开形成或与这些导通孔一起形成。在一个实施方案中，第一导通孔160包括对应第一层122的第一导电材料，并且第二导通孔160包括对应第二层124的第二导电材料。例如，分配技术可用于形成具有相同材料的导电层和通孔。在除去溶剂并且对这种分配的糊剂或溶液进行退火之后可得到大量凝结金属颗粒(这些凝结金属颗粒可与粘合剂诸如聚合物或玻璃混合)。
52.图1-图2的温度传感器封装体100可共享若干共同特征，但可使用不同制造序列来形成。每种制造技术可包括电气级聚合物诸如聚酰亚胺的涂覆以及有源和/或无源部件(包括芯片110)在电气级聚合物上的放置。接着可使用柔性结合材料来包封这些部件，并且可在包封结构上形成第二电气级柔性聚合物。接着可形成导电传感器图案120(例如，金属化层)。
53.图4是根据实施方案的制造图1的温度传感器封装体的方法的流程图。图5a-图5g是根据实施方案的制造图1的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图4和图5a-图5g的处理序列。
54.在操作4010处，形成顶侧钝化层150。如图5a-图5b所示，该序列可包括利用粘合剂层202诸如胶带制备刚性承载基板200，之后施加顶侧钝化层150。例如，顶侧钝化层150可被层压或沉积和固化。在操作4020处，使用合适的技术诸如拾取和放置工具来将芯片110面朝上放置在顶侧钝化层150上，如图5c所示。现在参考图5d-图5e，在操作4030处，将芯片110包封在绝缘层140中，之后在操作4040处在芯片110和绝缘层140上形成布线层130。取决于应用，绝缘层140可以是柔性材料，但这不是必需的。用于顶侧钝化层150以及布线层130的介电层142的材料可以是电气级的，并且也可以是柔性的。接着可在操作4050处形成导电传感器图案120，之后移除粘合剂层202和刚性承载基板200，如图5f-图5g所示。导电传感器图案120可使用多种合适的技术来形成，这些技术诸如印刷或其他分配技术、物理或化学气相沉
积以及镀覆。
55.图6是根据实施方案的制造图2的温度传感器封装体的方法的流程图。图7a-图7g是根据实施方案的制造图2的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图4和图7a-图7g的处理序列。
56.在操作6010处，将芯片110安装在布线层130上。在图7a-图7c所示的特定序列中，利用粘合剂层202诸如胶带制备刚性承载基板200，之后施加或形成布线层130。布线层130可被层压，或者另选地使用沉积和图案化介电层142和导电(例如，金属化)层的薄膜制造序列来形成，以形成接线层144和任选地通孔146。芯片110可使用合适的技术诸如用焊料凸块114拾取和放置来安装到布线层130上，这些焊料凸块可例如结合到布线触点148。
57.现在参考图7d，可任选地对芯片110进行底部填充，之后在操作6020处利用绝缘层140进行包封，之后形成任选的顶侧钝化层150。取决于应用，绝缘层140可以是柔性材料，但这不是必需的。用于顶侧钝化层150以及布线层130的介电层142的材料可以是电气级的，并且也可以是柔性的。
58.接着在操作6030处穿过绝缘层140形成通孔开口145以暴露布线层130。在存在顶侧钝化层150的情况下，可附加地穿过顶侧钝化层150形成通孔开口145。通孔开口145可使用图案化技术诸如激光、钻孔或化学蚀刻来形成。
59.现在参考图7f，接着在操作6040处在通孔开口145内形成导电导通孔160，并且在操作6050处形成导电传感器图案120。根据实施方案，操作6040和6050可顺序地或同时执行。此外，一种或多种相同或相异材料可用于形成导通孔160和导电传感器图案120。因此，导通孔160和导电传感器图案可由相同材料或不同材料形成，并且可同时形成(当为相同材料时)或顺序地形成。合适的材料包括镍、铜、铂和导电糊剂，这些导电糊剂可包括可在一起退火或烧结以形成凝结颗粒主体的导电颗粒。示例性沉积技术包括丝网印刷或其他分配技术、物理或化学气相沉积以及镀覆。在一个实施方案中，温度传感器封装体100包括一对导通孔160，每个导通孔160具有不同组合物。例如，这种配置可与包括由不同材料(例如，金属)形成的层122、124的rtd图案一起使用。
60.在以下描述中描述了众多温度传感器封装体100和制造方法。具体地，温度传感器封装体100可以是关于图1-图2所描述和例示的温度传感器封装体100的变型。因此，相同特征共享相同参考标号，并且可不重复相关描述以避免不必要地模糊实施方案。
61.图8是根据实施方案的具有嵌入式芯片110和背侧导电传感器图案120的温度传感器封装体100的横截面侧视图图示。具体地，图8与关于图2所例示和描述的实施方案共享许多结构类似性，其中一个变化在于图8的温度传感器封装体100可被视为无基板的，并且具体地布线层130可以是无基板的。在一个实施方案中，布线层130可以是单个接线层144，并且不包括附加的介电层。类似于图2，图8的温度传感器封装体100可任选地为柔性堆叠结构。
62.图9是根据实施方案的制造图8的温度传感器封装体的方法的流程图。图10a-图10h是根据实施方案的制造图8的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图9和图10a-图10h的处理序列。
63.如图10a所示，该序列可开始于刚性承载基板200上的底侧钝化层300。例如，底侧钝化层300可使用合适的技术诸如层压或沉积来形成。底侧钝化层300可由与先前描述的顶
侧钝化层150类似的材料形成。在操作9010处，如图10b所示，在底侧钝化层300上形成布线层130。在一个实施方案中，布线层130包括单个金属化层或接线层144，该单个金属化层或接线层可使用多种技术来形成，这些技术诸如丝网印刷或其他分配方法、物理或化学气相沉积以及镀覆。具体地，丝网印刷或其他分配方法对于制造而言可能特别简单。
64.参考图10c-图10d，以任一顺序，在操作9020处，在布线层130上形成绝缘层，并且在操作9030处，将芯片110安装在布线层130上。在例示的特定序列中，可形成绝缘层140，之后安装芯片110，但该顺序可被颠倒。绝缘层140可由先前针对绝缘层140描述的任何材料形成，并且可使用合适的技术诸如喷涂或其他涂覆技术来沉积。在这种序列中，可安装芯片110，之后固化绝缘层140。另选地，可在绝缘层140中蚀刻腔，之后放置芯片110。在又一实施方案中，可安装芯片110，之后形成绝缘层140。
65.图10e-图10h所示的处理序列接着可与关于图7d-图7g所例示和描述的处理序列类似地进行。具体地，可形成顶侧钝化层150，之后穿过绝缘层140(和顶侧钝化层150，如果存在的话)形成通孔开口145，以暴露布线层130或具体地接线层144。顺序地或同时地，在操作9040处在通孔开口145内形成导电导通孔160并且在9050处形成导电传感器图案120。
66.图11是根据实施方案的具有嵌入式芯片110和背侧导电传感器图案120的温度传感器封装体100的横截面侧视图图示。具体地，图11与关于图2所例示和描述的实施方案共享许多结构类似性，其中一个变化在于可使用激光直接成型(lds)来制造图11的温度传感器封装体100。在一个实施方案中，绝缘层140是包括分散的非导电金属有机化合物的lds相容性材料，并且导电导通孔160可使用lds来限定。具体地，多个导通孔160可包括分散的非导电金属有机化合物中的金属的金属颗粒的成核层。类似地，导电传感器图案120可包括分散的非导电金属有机化合物中的金属的金属颗粒的成核层图案。
67.图12是根据实施方案的制造图11的温度传感器封装体的方法的流程图。图13a-图13e是根据实施方案的制造图11的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图12和图13a-图13d的处理序列。
68.现在参考图13a，在操作1210处，将芯片110安装到布线层130上。应当理解，在本文所述的所有实施方案中也可类似地安装附加的部件180。例如，一个或多个部件180可以是用于芯片110(例如，数字ic)的无源设备，诸如电容器等。在一个实施方案中，布线层130是印刷电路板(pcb)，该pcb任选地可为刚性基板。接着在操作1220处，将芯片110和任选的部件180包封在绝缘层140中。根据实施方案，绝缘层140可以是lds相容性材料。应当理解，虽然仅关于图12的实施方案描述和例示部件180，但是在本文所述的所有其他实施方案中，部件180可类似地与芯片110相邻地集成。
69.根据实施方案的lds相容性模塑料可包括基质材料和分散在基质材料中的lds添加剂。例如，lds添加剂可以为非导电金属有机化合物。这可以包括各种金属氧化物组合物，所述各种金属氧化物组合物可以与基质材料(例如，树脂)混合(例如，复合)。在一个示例性实施方案中，lds添加剂是与基质材料复合的分散的氧化锡组合物。实施方案不限于氧化锡，并且可以使用多种其他非导电金属有机化合物，包括其他复合的金属氧化物。
70.可将多种有机材料用于基质材料，这可取决于暴露的温度。低温材料包括聚碳酸酯(pc)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)。可承受焊接温度的中温材料包括聚己内酰胺(pa6/6)和聚邻苯二甲酰胺(ppa)。几乎可以承受任何焊接的聚醚醚酮(peek)的高温材料。其他合适
的材料可以包括聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚苯硫醚(pps)，以及液晶聚合物(lcp)。
71.在操作1230处，将通孔开口145激光限定在绝缘层140中。选择lds添加剂和激光参数，使得在将激光施加于模塑料时非导电金属有机化合物中的元素金属与该化合物分离并且在成核层1410内形成成核颗粒，从而形成对应于激光图案的导电路径。如图所示，成核层1410可用线条标出通孔开口145的侧壁。任选地，激光工艺可施加于绝缘层140的顶表面143以附加地限定成核层1412，这些成核层随后可用于形成导电传感器图案。
72.根据实施方案，导通孔160可在操作1240处通过将导电糊剂(例如，银基环氧树脂)作为本体层1420镀覆或分配到空白通孔开口145中而通过激光后填充通过激光工艺形成的通孔开口145。接着可在操作1250处在绝缘层上形成导电传感器图案120。如先前所描述的，导电传感器图案120可由与导通孔160相同或不同的材料形成，并且可顺序地或同时形成。在一个实施方案中，导电传感器图案120是具有相同组合物(例如，单个金属层或金属堆叠)的rtd图案。在一个实施方案中，导电传感器图案120是包括相异金属层122、124的热电偶图案。图13d-图13e示出了这种处理序列。在一个实施方案中，导电传感器图案120使用丝网印刷、分配或选择性镀覆技术来形成。在一个实施方案中，成核(晶种)层1412可用于镀覆序列以形成层122、124。因此，成核(晶种)层1412可由相同材料形成以用于相异层122、124。可利用镀覆工艺形成各种金属层，包括金、镍、银、锌、锡、铂、铂-铑合金、铁、铁-铜合金、铜-镍合金等。图14是根据实施方案的使用lds和镀覆形成的导通孔160以及导电传感器图案120和层122的特写示意性横截面侧视图图示。
73.直到此时，所描述的实施方案已经针对触敏温度传感器封装体100，其中导电传感器图案120可形成用于封装体的感测表面的一部分。图15是根据实施方案的具有用于非接触式温度感测的嵌入式换能器的温度传感器封装体的横截面侧视图图示。根据实施方案，嵌入换能器可提供节省空间。附加地，可在换能器与芯片110之间提供短且柔性布线，以集成到不同子系统中以用于非接触式温度感测。
74.在一个实施方案中，温度传感器封装体100包括布线层130(例如，pcb)，该布线层包括顶侧136和底侧138；腔190，该腔形成在布线层130的底侧138中；以及换能器400，该换能器安装在腔190内。芯片110安装在布线层的顶侧136上，并且与换能器(例如，与布线层144、通孔146等)电连接。绝缘层430可将换能器400包封在腔190内，任选地使表面401暴露，但这不是严格要求。
75.虽然未单独例示，但是中介层(例如，玻璃)或低导热底部填充材料可用于在芯片110(例如，数字ic)与布线层130之间提供热隔离。
76.在一个实施方案中，换能器400是红外(ir)传感器，该ir传感器通过从对象接收辐射热来测量温度。例如，换能器400可以是基于热电堆的微机电系统(mems)ir传感器。此类传感器可小至数百微米，并且可附加地包括信号调节器，以将来自热电堆的模拟输出转换为用于芯片110的数字输入。温度传感器封装体100可附加地包括位于换能器的表面上方的光学窗420。例如，光学窗420可对ir波长透明，并且任选地滤除其他波长范围以减少噪声。光学窗420可包括多个层，包括单独的波长范围滤波器层。另选地，换能器400可被设计成响应于另一波长范围(例如，可见的等)。类似地，光学窗420可被设计成能够透射可操作波长范围，并且任选地滤除不可操作的波长。
77.在一个实施方案中，芯片110、布线层130和热传感器布置可固定在外壳450的内部。外壳450可由金属护罩、玻璃、刚性塑料(像环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯)、软塑料(硅树脂、热塑性塑料)等制成。外壳可具有与换能器400对应的开口452，或者当使用对ir透明的材料(像蓝宝石、硅树脂、熔融二氧化硅、聚碳酸酯或丙烯酸)时，可能不需要这种开口452。在一个实施方案中，光学窗420布置在形成于布线层130的底侧138上的介电层410中的开口412内。介电层410继而可固定到外壳450，其中外壳中的任选开口452布置在光学窗420上方。在例示的实施方案中，芯片和布线层可由外壳450内的开放空间455围绕(包括侧向地围绕)。另选地，开放空间455可用包封芯片和布线层的绝缘层140替换。在一个实施方案中，绝缘层140不存在外壳450。
78.在操作中，图15的温度传感器封装体100可位于与源诸如目标受试者的身体皮肤相距工作距离处，从而允许恒定的温度监测。不需要源与温度传感器封装体100之间的物理接触。
79.图16是根据实施方案的制造图15的温度传感器封装体的方法的流程图。图17a-图17g是根据实施方案的制造图15的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。在操作1610处，将换能器400安装在形成于布线层130中的腔190内。布线层130可以是刚性(例如，刚性pcb)或柔性基板(例如，柔性pcb，或使用薄膜处理形成的再分布层)。如图17a-图17c所示，布线层130可包括一个或多个接线层144、介电层142和通孔146。布线触点148可暴露于顶侧136、底侧138以及腔190内的安装表面上。导电凸块404(例如，焊料)可施加于腔190内的布线触点148，之后安装换能器400，或者另选地，可将导电凸块404附接到换能器400，之后将换能器400安装在腔190内。换能器400也可在放置到腔中之前浸入糊剂或焊剂中以减少制造复杂性。
80.现在参考图17d，在操作1620处，将绝缘层430施加在腔190内的换能器400周围以包封换能器400，从而任选地使表面401暴露。接着在操作1630处在换能器400上方形成光学窗420。如图17e-图17f所示，光学窗的形成可包括形成光学窗420的层(该层可包括单个层或多个层的堆叠)，之后在光学窗420周围形成介电层(涂层)410。如图17g所示，在操作1640处将附加的部件安装在布线层130的相背对侧(例如，顶侧)上。这之后可集成外壳或附加的包封件/模制件以形成图15所示的封装体。
81.在图18和图21的以下描述中，描述和例示温度传感器封装体100变型，这些变型共享与关于图1所描述和例示的实施方案的特征类似的特征，诸如包括芯片接触区域132和与芯片接触区域132相邻的触摸区域134的布线层130。现在参考图18所示的实施方案，布线层130可包括刚性-柔性连接件1800，其中芯片110安装在刚性-柔性连接件的刚性部分1810上，并且导电传感器图案120跨越在刚性-柔性连接件的柔性部分1820上方。类似于布线层130的先前描述，刚性柔性连接件1800可包括一个或多个介电层142以及接线层144。刚性部分1810可包括与柔性部分1820和/或附加的层(诸如玻璃布等)不同的介电层以提供刚性。如图所示，顶侧金属化层可用于在刚性-柔性连接件1800的顶侧上形成顶侧接线层144和导电传感器图案120两者。
82.图19是根据实施方案的制造图18的温度传感器封装体的方法的流程图。图20a-图20c是根据实施方案的制造图18的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图19和图20a-图20c的处理序列。在操作1910处，在刚性-柔
性连接件1800上形成包括接线层144和导电传感器图案120的顶侧金属化层。顶侧金属化层可使用任何合适的技术来形成，该技术诸如镀覆(电镀、化学镀)、印刷、分配等。如图20a所示，顶侧金属化层跨刚性-柔性连接件1800的刚性部分1810和柔性部分1820两者。在操作1920处，接着将芯片110安装到刚性部分1810上的顶侧金属化层上，如图20b所示，之后在操作1930处利用绝缘层140进行包封，如图20c所示。
83.现在参考图21所示的实施方案，布线层130可形成在单个基板301上。例如，基板301可以是柔性绝缘材料，诸如电气级聚合物诸如聚酰亚胺。布线层130可以是包括接线层144和导电传感器图案120两者的顶侧金属化层。顶侧金属化层可使用任何合适的技术来形成，该技术诸如镀覆(电镀、化学镀)、印刷、分配等。
84.图22是根据实施方案的制造图21的温度传感器封装体的方法的流程图。图23a-图23d是根据实施方案的制造图21的温度传感器封装体的方法的示意性横截面侧视图图示。为了清楚和简洁起见，同时描述图22和图23a-图23d的处理序列。在操作2210处，在基板301上形成包括接线层144和导电传感器图案120的顶侧金属化层。顶侧金属化层可使用任何合适的技术来形成，该技术诸如镀覆(电镀、化学镀)、印刷、分配等。如图23a-图3b所示，可首先将基板301形成到刚性承载基板上。例如，这可通过层压、沉积、分配等来实现。接着使用多种技术来形成顶侧金属化层，这些技术诸如丝网印刷或其他分配方法、物理或化学气相沉积和镀覆。具体地，丝网印刷或其他分配方法对于制造而言可能特别简单。接着在操作2220处将芯片110安装到接线层144上，如图23c所示，之后移除刚性承载基板200，如图23d所示。
85.图24-图26示出了其中可实现各种实施方案的各种可穿戴健康设备。这些例示旨在作为示例性而非穷举的具体实施。图24-图25是根据实施方案的便携式电子设备诸如耳塞2400的示意性侧视图图示，该便携式电子设备包括壳体2402和本文所述的一个或多个温度传感器封装体100。例如，诸如关于图15描述和例示的ir温度传感器封装体100可与壳体中的开口2410对准，以用于非接触式温度感测。具体地，光学窗420可与开口2410对准。在其他配置中，本文所述的触敏温度传感器封装体100中的任何触敏温度传感器封装体可布置在壳体2402内、该壳体的表面上或与该表面对准，以用于触摸感测。图26是可穿戴设备2600的示意性侧视图图示，其中温度传感器封装体100固定在织物2602内。例如，织物可集成到一件衣服诸如衬衫、头带、手套、皮带等中。
86.在利用实施方案的各个方面时，对本领域的技术人员将变得显而易见的是，对于形成温度传感器封装体而言，以上实施方案的组合或变型是可能的。尽管以特定于结构特征和/或方法行为的语言对实施方案进行了描述，但应当理解，所附权利要求并不一定限于所描述的特定特征或行为。所公开的特定特征和行为相反应当被理解为用于进行例示的权利要求的实施方案。